Η σημασία της ύπαρξης του Verticillium dahliae στην αγροτική παραγωγή
Ο ασκομύκητας Verticillium dahliae χαρακτηρίζεται ως ένα παθογόνο μεγάλης οικονομικής σημασίας, γεγονός που οφείλεται τόσο στην πρόκληση ζημιών ακόμα και σε υγιή φυτά, όσο και στο μεγάλο πλήθους των φυτικών ειδών που καθίστανται ευάλωτα σε αυτό. Πιο συγκεκριμένα, ο μύκητας αυτός επιβαρύνει την υγεία σχεδόν όλων των δικότυλων δενδρώδων ειδών, σε σημείο που αυτά μπορεί να υφίστανται καθολική μάρανση.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το πλήθος των φυτικών ειδών τα οποία επηρεάζονται από τη δράση αυτού του μύκητα είναι μεγάλο και σε αυτά συγκαταλέγονται φυτικά είδη μεγάλης οικονομικής σημασίας, μεταξύ των οποίων η ελιά και άλλα καλλιεργούμενα είδη φυτών, όπως το βαμβάκι και η πατάτα. Συνεπώς, αυτές οι απώλειες αφορούν τους παραγωγούς άμεσα (μειωμένη ποσότητα και υποβαθμισμένη ποιότητα συγκομισθέντων προϊόντων), αλλά και έμμεσα, μέσω της ενδεχόμενης απώλειας φυτικού κεφαλαίου, ιδιαίτερα σε δενδρώδεις καλλιέργειες. Επίσης, η παρουσία του παθογόνου αυτού δεν είναι ανησυχητική μόνο στον αγρό, αλλά και στα φυτώρια όπου παράγεται πολλαπλασιαστικό υλικό, διότι και σε αυτούς τους χώρους η καταπολέμηση αυτού του παθογόνου παρουσιάζει δυσκολίες.
Διάδοση και τρόποι καταπολέμησης του Verticillium dahliae
Η διάδοση του V.dahliae πραγματοποιείται κυρίως μέσω των μικροσκληρωτίων, δομές που συνεισφέρουν στην περαιτέρω εξάπλωσή του. Τα μικροσκληρώτια αυτά καθίστανται μολυσματικά, όταν υπάρχουν σε κοντινή απόσταση εκκρίσεις παραγόμενες από τις ρίζες των φυτών-ξενιστών και αναπαράγονται πάνω σε νεκρούς ιστούς του ξενιστή στα τελικά στάδια του βιολογικού κύκλου του μύκητα.
Επίσης, η μολυσματικότητα αυτού του μύκητα, σχετίζεται και με ανατομικά στοιχεία των φυτών, τουλάχιστον όσον αφορά τα δενδρώδη είδη. Πιο συγκεκριμένα, η ένταση των συμπτωμάτων επηρεάζεται από την ικανότητα των φυτών προς απομόνωση και αντικατάσταση τμημάτων όπου είχαν προσβληθεί από τον μύκητα. Συνεπώς, οι πιθανότητες επιβίωσης ενός δέντρου ικανού να διαμερισματοποιεί και να επιδιορθώνει έγκαιρα τα μολυσμένα τμήματα του ξυλώδους αγγειακού συστήματος είναι αυξημένες σε σχέση με άλλα είδη φυτών, όπου η απομόνωση και επιδιόρθωση αυτών των τμημάτων πραγματοποιείται με αργούς ρυθμούς ή και καθόλου.
Όπως γίνεται αντιληπτό, η καταπολέμηση του μύκητα αυτού στην περίπτωση που εισέλθει στον αγρό με οποιοδήποτε τρόπο, είναι εστιασμένη στη μείωση του πλήθους των μικροσκληρωτίων στο έδαφος. Επιπλέον, παρά το γεγονός ότι ορισμένα καλλιεργητικά μέτρα μειώνουν τον πληθυσμό τους στο έδαφος, η διαχείριση του πλήθους τους εξακολουθεί να παρουσιάζει προβλήματα, εξαιτίας της επιβίωσής τους στο έδαφος για μεγάλο χρονικό διάστημα (τουλάχιστον μία δεκαετία) και εξαιτίας της επιβίωσής τους στο έδαφος ανεξαρτήτως της ύπαρξης ξενιστή, ακόμα και σε μεγάλο βάθος.
Εξαιτίας των παραπάνω προβλημάτων και λόγω της έλλειψης τεχνικών που στοχεύουν στην ίαση των προσβεβλημένων δέντρων, η καταπολέμηση του V.dahliae στηρίζεται στην τήρηση προληπτικών μέτρων. Πιο συγκεκριμένα, στα υπάρχοντα μέτρα συγκαταλέγονται η επιλογή υγιούς πολλαπλασιαστικού υλικού, η φύτευση ποικιλιών που παρουσιάζουν ανθεκτικότητα ή έστω ανεκτικότητα στο παθογόνο, ποικιλίες οι οποίες μπορούν να προκύψουν από τη διασταύρωση ήδη υπαρχουσών ποικιλιών με άλλες που προέρχονται από τράπεζες γενετικού υλικού, ακόμα και από άγρια συγγενικά είδη.
Επιπλέον, μέτρα που εστιάζουν στην έμμεση καταστολή της περαιτέρω μετάδοσης του παθογόνου, όπως ο σχολαστικός καθαρισμός των γεωργικών μηχανημάτων καθώς και η καύση των προσβεβλημένων φυτών ή και των υπολειμμάτων που αυτά αφήνουν συνεισφέρουν σημαντικά στον περιορισμό της εξάπλωσης του μολύσματος.
Επίσης, αν και η αμειψισπορά θεωρείται από ορισμένους ως μέτρο αντιμετώπισης του V.dahliae δεν θεωρείται οικονομικά βιώσιμο, καθώς το μεγάλο πλήθος των φυτών-ξενιστών του παθογόνου σε συνδυασμό με τη μακροβιότητα των μικροσκληρωτίων καθιστούν την εφαρμογή της δυσχερή. Ωστόσο, η διατήρηση ιστορικού που αφορά τα φυτικά είδη που είχαν καλλιεργηθεί στο παρελθόν και τα είδη των παθογόνων μικροοργανισμών που είχαν εμφανιστεί στο παρελθόν στον αγρό, θα διευκόλυναν την επιλογή φυτών ή ποικιλιών προς καλλιέργεια.
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η καταπολέμηση του παθογόνου πραγματοποιείται κατά κόρον με την τήρηση προληπτικών μέτρων. Ωστόσο, οι επιστήμονες εστίασαν στην εξάλειψη -ή έστω στον περιορισμό της μετάδοσης- του V.dahliae είτε με τη χρήση χημικών σκευασμάτων που παρουσιάζουν μυκητοκτόνο δράση είτε με την αξιοποίηση βιολογικών τρόπων καταπολέμησης, όπως η χρήση βιολογικών σκευασμάτων ή και κομποστοποιημένων υλικών.
Όσον αφορά την καταπολέμηση του V.dahliae με τη χρήση χημικών σκευασμάτων ή και σε συνδυασμό με τη χρήση άλλων μεθόδων, όπως η ηλιοαπολύμανση παρουσίασαν αξιόλογα αποτελέσματα. Αναλυτικότερα, η χρήση του prochloraz σε συνδυασμό με την προσθήκη συμπλόκων σε συνθήκες in vitro και σε συνθήκες αγρού απεδείχθη αποτελεσματική, τουλάχιστον όσον αφορά τη δράση των παραπάνω ουσιών σε in vitro συνθήκες.
Επίσης, στο παρελθόν χρησιμοποιήθηκαν και φωσφορούχα μυκητοκτόνα με συστημική δράση, τα οποία θεωρούνται φιλικά στο περιβάλλον, λόγω της διάσπασής τους μέσω φυσιολογικών διεργασιών. Ωστόσο, αν και τα σκευάσματα αυτά έχουν γενικότερα μυκητοκτόνο δράση, στην περίπτωση του V.dahliae ανέστειλαν την ανάπτυξή του σε αξιόλογο βαθμό και ως εκ τούτου το συμπέρασμα είναι ότι αυτά έδρασαν ως μυκητοστατικά και όχι ως μυκητοκτόνα σε in vitro συνθήκες.
Πέρα από την καταπολέμηση του παθογόνου με χημικά μέσα, ερευνάται στα πλαίσια της βιολογικής γεωργίας, η χρήση βιολογικών σκευασμάτων. Αναλυτικότερα, όσον αφορά σκευάσματα εντομοπαθογόνων μυκήτων που δοκιμάστηκαν σε in vitro συνθήκες, παρατηρήθηκε ότι όχι μόνο καταστέλλουν την ανάπτυξη των μυκηλιακών υφών του V.dahliae, αλλά επίσης παρεμποδίζουν σημαντικά τη δημιουργία μικροσκληρωτίων και κατά επέκταση την περαιτέρω διάδοση του παθογόνου. Αυτό το αποτέλεσμα πιθανόν οφείλεται στην παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών, οι οποίοι πιθανόν καταστέλλουν την ανάπτυξη του παθογόνου (και αρκετών άλλων παθογόνων). Επιπλέον, οι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι η αποτελεσματικότητα των μυκήτων αυτών, αν και επηρεάζεται από το pH -φαινόμενο που παρατηρείται στη δράση διαφόρων μυκητοκτόνων ουσιών- δεν επηρεάζεται σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες και από την υπεριώδη ακτινοβολία.
Τέλος, ως εναλλακτικοί τρόποι καταπολέμησης του V.dahliae μπορούν εν δυνάμει να αποτελέσουν η αποίκιση μυκήτων και βακτηρίων ανταγωνιστικά του μύκητα σε σπορόφυτα, όπως επίσης και η χρήση κομποστοποιημένων υλικών, η οποία αναφέρεται παρακάτω.
Στα πλαίσια της βιολογικής καταπολέμησης του παθογόνου αυτού, συγκαταλέγεται επίσης η προσθήκη κομποστοποιημένων υλικών στο έδαφος, είτε μεμονωμένα, είτε σε συνδυασμό με τη χρήση διαφόρων άλλων υλικών. Αναλυτικότερα, έχουν παρατηρηθεί αξιόλογα αποτελέσματα όσον αφορά την καταπολέμηση του παθογόνου σε βάθος χρόνου σε αμμώδη εδάφη, στην περίπτωση που πραγματοποιήθηκαν επεμβάσεις οι οποίες αφορούν την προσθήκη υλικού πλούσιου σε χιτίνη και την ενσωμάτωση στο έδαφος νωπής φυτικής μάζας συνδυαστικά με την προσθήκη χοντρού πλαστικού φύλλου σε αυτό.
Επιπλέον, στην καταστολή της ανάπτυξης του V.dahliae, είχαν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν σε αργιλοπηλώδη εδάφη και κομποστοποιημένα απόβλητα, προερχόμενα από έκθλιψη καρπών, όπως τα στέμφυλα ή παραπροϊόντα προερχόμενα από την παραγωγή γαλακτοκομικών με αξιόλογα -αν και προσωρινά- αποτελέσματα όσον αφορά την εξάλειψη του V.dahliae.
Βιβλιογραφία
Arici, S.E and Demirtas, A.E (2019) The effectiveness of rhizosphere microorganisms to control Verticillium wilt disease caused by Verticillium dahliae Kleb.in olives. Arabian Journal of Geosciences, 12, 781. https://doi.org/10.1007/s12517-019-4962-3
Borza, T., Peters, R.D., Gao, X., Wang-Pruski, G. (2019) Effects of phosphite on the in vitro growth of Verticillium nonalfalfae and Verticillium dahliae and on their in vivo ability to infect potato plants. Eur J Plant Pathol, 155, 1333-1344. https://doi.org/10.1007/s10658-019-01859-z
Keykhasaber, M., Thomma, B.P.H.J., Hiemstra, J.A. (2018) Verticillium wilt caused by Verticillium dahliae in woody plants with emphasis on olive and shade trees. Eur J Plant Pathol, 150, 21-37.
Korthals, G.W., Thoden, T.C., Van den Berg,W., Visser, J.H.M. (2014) Long-term effects of eight soil health treatments to control plant-parasitic nematodes and Verticillium dahliae in agro-ecosystems. Applied Soil Ecology, 76, 112-123. https://dx.doi.org/10.1016/j.apsoil.2013.12.016
Kurt, S., Dervis. S, Sahinler, S. (2003) Sensitivity of Verticillium dahliae to prochloraz and prochloraz–manganese complex and control of Verticillium wilt of cotton in the field. Crop Protection, 22, 51-55.
López-Escudero, F.J., Mercado-Blanco, J. (2011) Verticillium wilt of olive: a case study to implement an integrated strategy to control a soil-borne pathogen. Plant Soil, 344, 1-50.
Lozano-Tovar, M.D., Garrido-Jurado,I., Quesada-Moraga,E., Raya-Ortega,M.C., Trapero-Casas,A. (2017) Metarhizium brunneum and Beauveria bassiana release secondary metabolites with antagonistic activity against Verticillium dahliae and Phytophthora megasperma olive pathogens. Crop Protection, 100, 186-195. https://dx.doi.org/10.1016/j.cropro.2017.06.026
Romanyà,J., Sancho-Adamson,M., Ortega,D., Isabel Trillas,M. (2019) Early stage effects of Verticillium wilt of olive (WVO) on nutrient use in young olive trees grown in soils amended with compost and mineral fertilisation. Plant Soil, 436, 193-209. https://doi.org/10.1007/s11104-018-03923-9
Tubeileh, A.M., Stephenson,G.T. (2020) Soil amendment by composted plant wastes reduces the Verticillium dahliae abundance and changes soil chemical properties in a bell pepper cropping system. Current Plant Biology, 22, 100148. https://doi.org/10.1016/j.cpb.2020.100148
Tymon, L.S., Morgan, P., Gundersen, B., Inglis, D.A. (2020) Potential of endophytic fungi collected from Cucurbita pepo roots grown under three different agricultural mulches as antagonistic endophytes to Verticillium dahliae in western Washington. Microbiological Research, 240, 126535. https://doi.org/10.1016/j.micres.2020.126535
Αναστάσιος Παναγιώτου, Γεωπόνος
To read this article in English click here: Approaches in Verticillium dahliae control
